Механизм размножения дрожжей даcт ключ к пониманию процесса деления раковых и стволовых клеток.

Исследователи, в число которых входит профессор Стивен Мичник из Монреальского Университета и Вахид Шахрези, математик из Имперского колледжа Лондона, обнаружили, что изменение концентрации определенных биологических молекул под действием половых гормонов вызывает быстрый запуск механизма полового размножения у дрожжей. По их мнению, похожая схема работает при формировании раковых клеток или перепрограммирования стволовых клеток.

В ходе работы ученые пытались выяснить, какой именно молекулярный механизм лежит в основе полового размножения дрожжей. Чаще всего размножение дрожжей происходит за счет почкования. Данный процесс мы можем наблюдать, к примеру, в пышном дрожжевом тесте.

Однако в редких случаях дрожжи способны размножаться и половым путем. Тогда две разные клетки дрожжей объединяются в одну, обмениваются своим генетическим материалом. Затем они расходятся как две независимые клетки. Чтобы этот процесс был запущен, клеткам дрожжей необходимо развить у себя специальный узелок на поверхности, который способствует их слиянию. С точки зрения энергозатрат, данный процесс невыгоден. Он занимает около двух часов.

"Благодаря исследованию этого процесса мы сможем выявить аналогичные механизмы переключения активности человеческих клеток, связанных с формированием различных тканей и проявлением некоторых типов болезней, вызванных нарушением данного механизма переключения в клетках", - отмечает профессор Мичник.

При этом стало известно, что решение о том, вступать ли в процесс полового размножения или продолжать делиться почкованием, клетки дрожжей принимают через две минуты после встречи с вероятным половым партнером. Это время определяется изменением в концентрации одного единственного белка внутри клеток дрожжей под действием феромона, выделяемого потенциальным партнером.

К таким выводам ученые пришли благодаря математической модели. Она описывает данные о концентрации белков, участвующих в репродукции внутри клеток дрожжей, о связывающих их силах и о концентрации феромонов в окружении клеток.

Аналогичная математическая модель может быть использована для изучения механизмов, заставляющих, стволовые клетки человека превращаться в клетки сердечной мышцы или костной ткани, а здоровые клетки становиться раковыми. Такое открытие поможет разработать новые лекарства и методы лечения.